日出日落方位及太阳视运动

太阳视运动和日出日落方位1．正午太阳的位置(正午太阳地方时总是12：00)直射点以北地区，正午太阳总在正南。

直射点以南地区，正午太阳总在正北。

2．直射点的纬度(1)太阳直射点的纬度数与极昼圈度数互余。

(2)出现极昼的地方，一天中日出太阳高度加上正午太阳高度除以2等于直射点的纬度数，即：0一(ho+H)／2(3)极点太阳高度一天不变，其度数等于直射点的纬度数3．极昼期间的太阳视运动(1)极昼圈(发生极昼的最低纬线圈)上太阳周日视运动状况。

极昼圈上，全天24小时内太阳高度最小值为0。

，当地时间0时(或24时)，太阳视运动轨迹与地平圈相切；太阳高度最大值就是当地正午太阳高度，其大小为阳光直射点所在纬度数的2倍(根据正午太阳高度的计算公式即可推知)。

例如，当阳光某日直射南、北纬h0时，极昼圈(其纬度为南、北纬(90。

一h。

)上某地点太阳高度的日变化曲线及其视运动轨迹，如图l、图2(南半球极昼圈太阳视运动图)和图3(=It半球极昼圈太阳视运动图)所示。

(2)极昼圈与极点之间地区的太阳周日视运动状况在极点与极昼圈之间的极昼地带，全天24小时太阳高度角都大于0。

，其中日最小太阳高度角与正午太阳高度角之和等于阳光直射点纬度数的2倍，并且日最小太阳高度角的度数等于该地纬度与极昼圈之间相隔的纬度数。

例如，当阳光某日直射南、北纬h。

时，极昼圈纬度为90。

一h。

，此时处于极点与极昼圈之间地带的某地点太阳高度日变化曲线及太阳视运动图如图4、图5(南半球图)和图6(北半球图)所示。

(3)在极点上看由于太阳周日圈始终平行于地平圈，故一天中的太阳高度没有变化，始终等于该日太阳直射点的纬度数，太阳只有方位变化而无所谓升落，因而不存在升落方位问题。

例如：12月22日在南极点上看，太阳周日圈始终高出地平圈23。

26 7，且只有方位变化(每日一周)而无所谓升落，故不存在升落方位问题。

当阳光某日直射南、北纬h。

时，南、北极点太阳高度角的日变化曲线及其视运动轨迹，如图7、图8(南极点图)和图9(北极点图)所示。

学生理解：北回归线以北昼长大于昼长，且正午太阳在南，因此东北_南_西北，太阳视运动轨迹大于180度。

钟表定向推导：夏季日出时在6时以前，因此太阳自东北升起，西北落下。

不过以上两种方法缺乏必要的科学性，虽然都能解释、并使学生进一步记忆，但却不利于进一步探究。

对于初中及高一学生来说足以。

简易图解释：太阳光线与晨昏线垂直（上图中能表示），站在晨线上看太阳（图中选择了几个点，也就是蓝点位置），应该就是顺着太阳光线的方向看到的。

从图中可以明显看出，夏至日除极昼、极夜区外，太阳都从东北升起，赤道上是东偏北23度26分，向南北两侧角度变大。

夏半年的其它日期同理可得。

视运动图分析：左图是南半球中纬度的太阳视运动，右图是北半球中纬度的太阳视运动，可以很明显的看出日出日落方向。

下面是从原初中课本上的图简化来的。

这是网友制作的，大家都可以依据地概的相关知识制作，也都可以说明日出日落的方向。

如果再进一步细化的分析：要计算任意一个地方在任意一天日出日落的方位角度，可以用下面的公式：方位角=90 - 0.5arccos[2(sinM/cosN)^2 - 1]公式中，M表示的是某天太阳直射的纬度，N表示的是某地的纬度，^2表示平方。

【例如】北京在北纬40度，则N=40，夏至这一天太阳在北纬23.5度（太阳直射北纬23.5度），即M=23.5，把N和M的值代入上式，可求得：方位角=31度意思是，夏至这一天，在北京的人看来，太阳是从东偏北31度的方位升起的，是在西偏北31度的方位落下的。

下面是一些特殊地区，特殊时间的日出日落方位。

结论：北半球夏半年，全球除极昼极夜现象的地区外，太阳均从东北升起，从西北落下。

北半球冬半年，全球除极昼极夜现象的地区外，太阳均从东南升起，从西南落下。

春分、秋分，从正东升起从正西落下（极点除外）。

七、太阳高度1、太阳高度：即太阳高度角，是指太阳光线相对于地平面的交角（如图-1-）。

一般用H 表示，其大小范围 0°<H<90°2、正午太阳高度：则是指一日内最大的太阳高度，即当地地方时12时的太阳高度。

注意最大的太阳高度并不一 定等于90°除直射点上的太阳高度等于90°其他的任何地方都小于90°其计算公式为：H=90°—纬度差（直射 点与所求点的纬度差，同侧相减，异侧相加）3、正午太阳高度的变化规律（1）、正午太阳高度随纬度变化的规律同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减，且以直射点所在纬度为中心等距离对称。

春、 秋分日和冬至、夏至的正午太阳高度随纬度变化的规律如图3所示。

提示：① .3月21日和9月23日前后一一从赤道向 南北两侧递减。

南、北极点正午太阳高度均 为0°。

② .6月22日前后一一从北回归线向南北两 侧递减。

北极点正午太阳高度为23.5°，南 极圈以南出现极夜（正午太阳高度小于0°， 为负值）。

③ .12月22日前后一一从南回归线向南北两 侧递减。

南极点正午太阳高度为23.5°，北 极圈以北出现极夜（正午太阳高度小于0°， 为负值）。

④ .距太阳直射点越近，正午太阳越大 （2）、正午太阳高度随季节变化的规律图3①.南北回归线之间的地区，一年直射两次，直射日正午太阳高度为年内最大。

赤道上，春、秋二分日时正午太阳 高度为年内最大，为90°；二至日时正午太阳高度为年内最小， 的正午太阳高度达年内最小值。

12月22日，赤道至北回归线 之间地区的正午太阳高度达年内最小值，如图中b 点箭头所示。

②.北回归线及其以北地区的正午太阳高度的变化（如图中c 点箭头所示）：6月22日为年内最大值，12月22日达到年内最 小值；北回归线上一年中有一次直射，即6月22日的正午太阳 高度为90° ③.南回归线及其以南地区的正午太阳高度的变化（如图中a 点 箭头所示）：12月22日为年内最大值，6月22日达到年内最为66.5 。

日出日落方向图解
结论：
1、北半球夏半年，全球除极昼极夜现象的地区外，太阳均从东北升起，从西北落下。

2、北半球冬半年，全球除极昼极夜现象的地区外，太阳均从东南升起，从西南落下。

3、春分、秋分，从正东升起从正西落下（极点除外）简易图解释：
太阳光线与晨昏线垂直（上图中能表示），站在晨线上看太阳（图中选择了几个点，也就是蓝点位置），应该就是顺着太阳光线的方向看到的。

从图中可以明显看出，夏至日除极昼、极夜区外，太阳都从东北升起，赤道上是东偏北23度26分，向南北两侧角度变大。

夏半年的其它日期同理可得。

视运动图分析：
左图是南半球中纬度的太阳视运动，右图是北半球中纬度的太阳视运动，可以很明显的看出日出日落方向。

下面是从原初中课本上的图简化来的。

下面是一些特殊地区，特殊时间的日出日落方位。

等太阳高度线太阳高度在地面上的分布以直射点为中心，直射点上太阳高度为90°，从直射点向四周等距离(球面距离)递减，即与直射点球面距离相等的点，其太阳高度相等，所以太阳高度等值线是以直射点为共同圆心的同心圆圈，最外围的大圈上太阳高度为0°，即晨昏圈。

在判读等太阳高度线图(或太阳高度等值线图)时要注意把握以下规律：(1)图的中心就是太阳直射点，通过该点的经线即为太阳直射的经线，其地方时为12点，通过该点的纬线即太阳直射的纬线，其正午太阳高度为90°。

(2)在太阳直射的经线上（为正午）任意一点与直射点之间的纬度相差几度，两点的太阳高度就相差几度。

位于直射点同一侧的任意两点之间的纬度相差几度，其正午太阳高度也就相差几度，因为正午太阳高度是从直射的纬线向南北两侧对称递减的。

如图一中，太阳直射在90°E经线上，O点为直射点，D、E的纬度则分别为30°N、60°N，F为北极点，G为南极点。

(3)如果太阳直射赤道，则在赤道上任意一点与直射点间的经度差等于这两地的太阳高度差。

在赤道上位于直射点同一侧的任意两点间的经度差也等于这两地的太阳高度差。

因为赤道和经线圈都是球面上的大圆圈，弧度数相等的两点间的球面距离也相等。

如图一中的A、B、C三点的经度则分别为东经120°、东经150°、180°，其地方时分别为14点、16点、18点。

(4)如果太阳直射的纬线不是赤道，则在这条纬线上，两点间的经度差要大于这两点间的太阳高度差。

因为纬线圈是从赤道向两极方向变小的。

如图二中的A、B的经度分别大于120°E、150°E，C点则位于180°经线以东，即西经度，其地方时分别大于14点、16点、18点(5)等太阳高度线图的最外围大圈上若标注的是0°或不标注，则该圆圈为晨昏圈，此图是昼半球的全部，一般是直射经线以东的最大的半圆圈为昏线，以西的最大的半圆圈为晨线。

太阳视运动图的判读一示例:初中教材第一册解析:图示底圆是观测者所在的平面即地平面,观测者位于南北轴与东西轴的交点处;观者位于北纬40度夏至日:太阳从东北方升起,正午时,太阳位于上冲天南部天空,于西北方落下:昼长夜短(日出地方时早于6:00时;日落晚于18:00时)春秋分日:太阳从正东方升起,正午时,太阳位于上冲天南部天空,于正西方落下:昼夜等长(日出地方时于6:00时;日落于18:00时)冬至日:太阳从东南方升起,正午时,太阳位于上冲天南部天空,于西南方落下:昼短夜长(日出地方时晚于6:00时;日落早于18:00时)夏至日太阳方位日变化：东北——正东——东南——正南——西南——正西——西北(如图中①曲线)。

春、秋分日太阳方位日变化：正东——东南——正南——西南——正西(如图中②曲线)。

冬至日太阳方位日变化：东南——正南——西南(如图中③线)。

二视运动图的判读与应用1:确定观测者所在地平面的东南西北方位2:根据日出日落方位及上冲天时太阳与观测者的相对位置,确定观测者的冬夏半年3:确定直射点的纬度或半球4:利用正午太阳高度角计算材料一某日①、②、③、④四地太阳视运动示意图(E、S、W、N)分别表示东、南、西、北四个方位，底圆表示观测者所在的地平圈，带箭头的圆弧表示一天中太阳在天空中的运动轨迹，图中角度为当地某一时刻的太阳高度)(1)在没有建筑物遮挡的情况下，①②③④四地中，日照时间最长的是地。

(2)不考虑地形等因素的影响，①②③④四地中，全年热量最为丰富的地。

5:判断观测者所在的纬度,经度以及纬度范围例:读某日太阳视远动图．当太阳位于A点时，北京时间为6时。

回答下列问题。

(1)该地地理坐标，经度为、纬度为，此时南半球出现极夜的范围是 .(2)此时澳大利亚珀斯受(填“气压带”或“风带”)控制，气候特点是。

北印度洋的洋流呈方向流动。

(3)在该地同纬度上，有一个淡水资源储量最大的岛屿．它是 .(4)该地属于美国领土范围，它位于其50个州中的州。

⑵据观测该地正午日影朝南的天数为六天，则该地的纬度应该是（）
A、约5 ? N
B、约22.5 ? S
C、约22.5 ? N
D、约20 ? N
⑶B日，当该旗杆日影朝正北时，北京时间为B日15：10，则此刻全球属于B日的范围是（）
A、为全球的1/2
B、不到全球的1/2
C、大于全球的3/4
D、小于全球的3/4
2、下图为某学生自制的刻有钟点时间的圆盘，中心垂直插上一根高为10厘米的标杆，7条放射状线是该生在某日每隔2小时记录的标杆阴影的长度。

正午时标杆影长10厘米，以下说法错误的是（）
A、此地纬度可能处45 ? N
B、此地此日正午太阳高度小于45 ?
C、此地可能位于南半球
D、此日全球昼夜平分
四、画太阳视运动图
知道了日出、日落方位和正午太阳方位以及正午太阳高度（如果是极昼地区还要知道0：00时的太阳高度）就可以画不同时间或不同地点的太阳视运动图
例1、画安庆二分二至日太阳视运动图
①分析日出、日落方位和正午太阳方位
②求算二分二至日正午太阳高度
③画图
例2、画悉尼二分二至日太阳视运动图
例3、画海口二分二至日太阳视运动图
例4、画夏至日北极圈上太阳视运动图
例5、画夏至日80 ?N纬线上太阳视运动图
例6、画当太阳直射20?N时北极点的太阳视运动图（太阳高度全天不变）
五、强化训练
1、某地位于北半球，12；00太阳高度为15?，0：00太阳高度为5?，试画出此地此日太阳视运动图，并求算太阳直射点的纬度和此地的纬度
2、北半球某地夏至日正午太阳高度为44 ?，求算此地纬度，并画出此地此日太阳视运动图。